ALPHA rompe récords: mide el antihidrógeno con una precisión 100 veces mayor y produce más de 15.000 átomos

En un doble avance que transforma el estudio de la antimateria atómica, la colaboración ALPHA del CERN ha batido tanto el récord de producción como la precisión de medición del antihidrógeno, el átomo de antimateria más simple. Al enfriar positrones a temperaturas cercanas al cero absoluto, los investigadores han logrado atrapar miles de antiátomos más que nunca y medir una diferencia de energía interna clave con una exactitud cien veces mayor. El trabajo acerca a los físicos a la solución de uno de los mayores enigmas de la cosmología: por qué el universo observable está compuesto casi en su totalidad por materia, cuando el Big Bang debería haber generado cantidades iguales de materia y antimateria.

Un salto de precisión de dos órdenes de magnitud

Una medición de la división hiperfina del estado fundamental del antihidrógeno, anunciada el 27 de mayo de 2026, alcanzó una precisión de 4 partes por millón (ppm) . Esto representa una mejora cien veces superior al resultado de 400 ppm que la misma colaboración obtuvo en 2017 .

La división hiperfina es una pequeñísima diferencia de energía generada por las interacciones magnéticas entre el antiprotón y el positrón dentro del antiátomo . En el hidrógeno ordinario, esta misma división se conoce con una precisión mejor que 1 parte por billón y es la responsable de la famosa línea de 21 centímetros que utiliza la radioastronomía para cartografiar el cosmos . Al haber medido ahora el antihidrógeno con 4 ppm de precisión, por fin se hace posible una comparación directa y rigurosa entre materia y antimateria a un nivel que puede poner a prueba seriamente tanto la simetría CPT —el principio fundamental de que las leyes de la física no cambian al invertir simultáneamente carga, paridad y tiempo— como la electrodinámica cuántica, la teoría que describe cómo interactúan las partículas cargadas con la luz .

La clave del éxito: enfriar lo imposible

Este salto en precisión fue posible gracias a un avance en la producción, anunciado por separado en noviembre de 2025 en la revista Nature Communications . La innovación central es el llamado enfriamiento por simpatía. En esencia, los investigadores utilizaron iones de berilio (Be⁺), enfriados con un láser de 313 nanómetros mediante la técnica Doppler, para enfriar plasmas de positrones a temperaturas por debajo de los 10 Kelvin (con mediciones directas inferiores a 7 K) .

Hasta ahora, la temperatura de los positrones era el gran cuello de botella para atrapar antihidrógeno. Unos positrones más fríos tienden a combinarse con los antiprotones para formar antiátomos fríos y atrapables con mucha más facilidad .

Con la nueva técnica, ALPHA puede acumular más de 15.000 átomos de antihidrógeno en menos de siete horas , lo que supone multiplicar por ocho la tasa de atrapamiento y una mejora de más de veinte veces respecto al récord anterior . Para ponerlo en contexto: en 2010, ALPHA atrapaba apenas 0,1 átomos de antihidrógeno por ciclo experimental. En 2024, esa cifra había subido a unos 160 átomos por ciclo. El avance con el berilio disparó las cifras de forma espectacular .

Un futuro de pruebas al nivel de una parte por billón

La gran cantidad de antiátomos aumenta directamente la potencia estadística para realizar espectroscopía de precisión con láser y microondas . Con miles de átomos de antihidrógeno confinados al mismo tiempo, ALPHA puede ahora emprender estudios de efectos sistemáticos y variaciones sidéreas que antes eran sencillamente imposibles .

Juntos, la cifra récord de antiátomos y la medición hiperfina a 4 ppm proporcionan al experimento un camino claro hacia pruebas de la simetría CPT en el régimen de una parte por billón, la zona donde los teóricos esperan que, si existen, podrían aparecer las sutiles grietas del Modelo Estándar de la física de partículas .